UNIX概念和系统组成.doc

1、课程IK000001UNIX概念和系统组成ISSUE2.0IK000001 UNIX 概念和系统组成 ISSUE2.0 目 录i目 录课程说明 1课程介绍 1课程目标 1相关资料 1第 1 章 UNIX 介绍 .21.1 什么是操作系统 .21.2 UNIX 操作系统的历史 .31.3 UNIX 的特点 3第 2 章 UNIX 的系统组成 .52.1 UNIX 的几个常用基本概念 52.2 UNIX 系统组成 62.3 用户登录及退出 8第 3 章 UNIX 的文件系统 .93.1 UNIX 文件系统分类 .93.2 UNIX 文件类型 93.3 UNIX 树型目录结构 .103.4 UNIX

2、 文件名称 113.5 UNIX 文件存取权限 .12IK000001 UNIX 概念和系统组成 ISSUE2.0 课程说明1课程说明课程介绍本教材对应的产品为华为公司智能网所有应用 UNIX 作为服务器操作系统的产品。本课程为 UNIX 的概念介绍。包括的主要内容如下：操作系统概念、UNIX系统概念、UNIX 的简单历史介绍以及 UNIX 常见 shell。课程目标完成本课程学习，学员能够： 了解 UNIX 操作系统相关概念 了解 UNIX 操作系统中常用 shell 学会登录和退出 UNIX 环境相关资料IK000001 UNIX 概念和系统组成 ISSUE2.0 第 1 章 UNIX 介

3、绍2第 1 章 UNIX 介绍1.1 什么是操作系统操作系统DisksMemoryCPUPrintersNetworkUsersProgramsConsumers Resources图 1-1 操作系统示意图操作系统是一种控制计算机（硬件）的特殊计算机程序（软件），在计算机和资源消费者之间起到联结的作用，常常用来在多消费者使用的情况下协调分配有限资源。这些资源包括 CPU、磁盘、内存和打印机等，消费者运行程序时需要访问这些资源。例如，如当使用者或程序提出请求要求在磁盘存储文件时，操作系统就会介入，分配好文件存储的空间，然后把文件信息从内存转到磁盘上。当使用者提出执行程序的请求时，操作系统必须分

4、配内存空间，以便载入和访问程序。执行程序时，操作系统会访问中央处理器（Central Processing Unit，CPU ）。在一个分时系统中，常常有几个程序要求同时访问 CPU。就像警察在一个复杂的十字路口指挥交通一样，操作系统决定程序如何轮用CPU，以及何时占用 CPU。十字路口正如 CPU，接入十字路口的道路就像一个程序。在任何时间只有一条道路上的车辆能通过十字路口，警察指定哪条道路的车辆能通过十字路口，最终使所有道路的车辆都能顺利通过十字路口。IK000001 UNIX 概念和系统组成 ISSUE2.0 第 1 章 UNIX 介绍31.2 UNIX 操作系统的发展史UNIX 是较早

5、广泛使用的计算机操作系统之一，它的第一版于 1969 年在 Bell实验室产生，1975 年对外公布，1976 年以后在 Bell 实验室外广泛使用。以下是 UNIX 操作系统的历史简介： 1969 UNIX 的雏形在 Bell 实验室形成。 1971 UNIX 的第 1 版诞生，贝尔实验室专利局成为第一个用户。 1972 UNIX 的第 2 版诞生。新特征有：管道、支持编程语言、开始尝试用 NB（NB 是 C 语言的前身）编写内核。 1973 UNIX 的第 4 版诞生，内核和外壳用 C 语言重写而成。 1975 UNIX 的第 6 版诞生，开始向政府和商业用户发行使用许可证。 1979 B

6、SD3.0 诞生，加入了对虚拟内存和按需分页的支持。它的主要设计目标是能运行所需内存比物理内存大的进程。 1981 /usr/group 成立，这是第一个发起指定 UNIX 标准环境的的组织。 1983 System V 第 1 版诞生，AT&T 宣布正式支持该系统。 1991 HP-UX 8.0 面世。 1997 HP-UX 11.0 面世，遵从 SVID 4 和 POSIX.2。在对 64 位应用程序的支持方面，符合 IA64 标准，实现内核线程化。1.3 UNIX 的特点UNIX 操作系统是一种非常流行的多任务、多用户操作系统，应用非常广泛。UNIX 的主要特点为： 多任务(Multi-

7、tasking)：UNIX 是一个多任务操作系统，在它内部允许有多个任务同时运行。而 DOS 操作系统是单任务的操作系统，不能同时运行多个任务。早期的 UNIX 操作系统的多任务是靠分时（Time Sharing）机制实现的，现在有些 UNIX 除了具有分时机制外，还加入了实时（Real Time）多任务能力，用于象实时控制、数据采集等实时性要求较高的场合。系统在执行多任务时，CPU 在某一时刻只能执行一个任务，但 UNIX 操作系统将 CPU 时间分片，并把这些时间片分别安排给多个进程。因为 CPU 运行很快，在操作者看来，所有程序( 进程)都在同时运行。IK000001 UNIX 概念和系

8、统组成 ISSUE2.0 第 1 章 UNIX 介绍4 多用户(Multi-users)：UNIX 又是一个多用户操作系统，它允许多个用户同时使用。在 UNIX 中，每位用户运行自己的或公用的程序，好象拥有一台单独的机器。DOS 操作系统是单用户的操作系统，只允许一个用户同时使用。 并行处理能力：UNIX 支持多处理器系统，允许多个处理器协调并行运行。 管道：UNIX 允许一个程序的输出作为另外一个程序输入，多个程序串起来好象一条管道一样。通过各个简单任务的组合，就可以完成比较复杂的任务，并极大提高了操作的方便性。晚期版本的 DOS 操作系统也借鉴并提供了这种机制。 功能强大的 Shell：U

9、NIX 的命令解释器由 Shell 实现。UNIX 提供了多种功能强大的 Shell，每种 Shell 本身就是一种解释型高级语言，通过用户编程就可创造无数命令，使用方便。 安全保护机制：UNIX 提供了非常强大的安全保护机制，防止系统及其数据未经许可而被非法访问。 稳定性好：在目前使用的操作系统中，UNIX 是比较稳定的。UNIX 具有非常强大的错误处理能力，保护系统的正常运行。 用户界面：传统的 UNIX 用户界面采用命令行方式，命令较难记忆，很难普及到非计算机专业人员。这也是长期以来 UNIX 遭受指责的主要原因，但现在大多数的 UNIX 都加入的图形界面，可操作性大大增强。 强大的网络

10、支持：UNIX 具有很强的联网功能，目前流行的 TCP/IP 协议就是 UNIX 的缺省网络协议，正是因为 UNIX 和 TCP/IP 的完美结合，促进了 UNIX、TCP/IP 以及 Internet 的推广和普及。目前 UNIX 一直是Internet 上各种服务器的首选操作系统。 移植性好：UNIX 操作系统的源代码绝大部分用 C 语言写成，非常便于移植到其它计算机上，再加上初期 UNIX 组织对 UNIX 源代码宽松的管理政策，促进了 UNIX 的发展和普及。很早以前，就应用到几乎所有 16位及以上的计算机上，包括微机、工作站、服务器、小型机、多处理机和大型机等等。IK000001 U

11、NIX 概念和系统组成 ISSUE2.0 第 2 章 UNIX 的系统组成5第 2 章 UNIX 的系统组成2.1 UNIX 的几个常用基本概念 终端（Terminal）： 终端是用户和计算机进行实时交互的接口设备。终端一般由显示器、键盘和终端控制器组成，有的还带有鼠标。显示器和键盘与终端控制器相连，终端控制器通过通用端口（如串口）和计算机主机相连。用户通过终端和计算机交流。一台 UNIX 主机可以连多个终端。终端分为两类：字符终端和图形终端。 仿真终端（Virtual Terminal)： 在某计算机上运行某一特定程序，把计算机当作另一台计算机的终端使用。目前仿真终端与 UNIX 主机的连接

12、方式主要有网络连接和串口连接。 控制台（Console ）：这是一种特殊的终端，由显示器、键盘和鼠标组成，分别连到主机的专用接口（监视器接口、键盘接口、鼠标接口）上。一般一台主机只能接一台控制台，控制台可以完成普通终端不能完成的工作：非常重要的信息（如严重的错误信息）只能在控制台上显示，有些特殊的任务（如执行修复工作）也只能在控制台上完成。除了实现以上特殊功能外，控制台还可以象其它终端那样工作。 用户(User)：UNIX 是多用户操作系统，它允许多个用户同时使用。每个用户拥有用户名、登录口令以及操作特权。用户每次使用 UNIX 时必须先登录，输入用户名和口令。用户的命令提示符在不同的 she

13、ll 下不同，一般用户的提示符一般为“%，超级用户 root 的提示符一般为#“。 用户组(Group)：若干个用户可以组成一组，同组内的用户可以共享信息。 root 用户：UNIX 的超级用户，拥有其他用户没有的特权。root 用户的UNIX 操作系统提示符一般为“#“。 进程(Process) ：是正在执行的程序。 UNIX 允许多个进程同时存在，每个进程都有唯一代号称为进程标识符（pid - process id）。 前台进程(Foreground process)：可以和用户直接进行人机交互的进程。前台进程可以接收键盘输入并将结果显示在显示器上。缺省状态下用户启动的 UNIX 程序运行

14、在前台。 后台进程(Background process)：不直接和用户进行交互的进程。用户一般是感觉不到后台进程程序的运行。UNIX 有很多系统进程在后台执行。 设备(Device) ：或称设备文件，代表某个硬件，如磁盘、软盘、串口。UNIX 对硬件的存取操作都是通过设备文件来完成的。设备文件放在/dev 目录下，如/dev/dsk/c0t0d0 表示一个硬盘驱动器。IK000001 UNIX 概念和系统组成 ISSUE2.0 第 2 章 UNIX 的系统组成6 原始设备(Raw device)：也称为裸设备，没有经过加工的设备文件，如/dev/rdsk/c0t0d0 表示一个硬盘驱动器原始

15、设备。2.2 UNIX 系统组成 硬 件 内 核shelckshPOSIXl mailvidateTols&Apicatn图 2-1 各组成部件间关系图UNIX Kernel（UNIX 内核）： 是 UNIX 操作系统的核心，指挥调度 UNIX 机器的运行，直接控制计算机的资源，保护用户程序不受错综复杂的硬件事件细节的影响。UNIX Shell（UNIX 外壳）：是一个 UNIX 的特殊程序。Shell 可以看成是一个命令解释器，在命令提示符下输入命令，发出后会被执行。使用者通过shell 与计算机通信。Shell 接受用户在键盘上敲入的内容，并把这些内容翻译成内核可以理解的形式，然后系统执行

16、这个命令。shell 是与内核分离的。如果你不喜欢系统提供的 shell 界面，可以很轻松地用其他的 shell 代替它。现在有很多 shell 可供选择。有的 shell 是命令行方式，有的是菜单方式。一般来说，系统自带的 shell 既提供命令解释器，有提供编程用的接口。目前 UNIX 系统有四种 shell 可供选择： Bourne shell（/usr/old/bin/sh ） AT&T UNIX 系统最初提供的shell，由贝尔实验室开发而成。它提供了 UNIX 的命令解释器和编程用的接口，该接口可用来开发 shell 程序，常常被称为脚本（script）。这些可编程的交互式接口可以

17、实现变量定义和替换、变量和文件检测、分支和循环功能。 C shell（/usr/bin/csh） 基于 BSD 的 UNIX 系统提供的 shell，由加利福尼亚大学伯克利分校的 Bill Joy 开发而成。由于它具有一些交互性的特征，如可以从命令栈恢复和编辑曾经键入的命令以及别名机制（允许使用个性化的名字取代系统当前的命令），人们认为它比 Bourne shell 更先进了一步。IK000001 UNIX 概念和系统组成 ISSUE2.0 第 2 章 UNIX 的系统组成7 Korn shell（/usr/bin/ksh） 这是贝尔实验室较新的开发成果，由David Korn 开发而成。它支

18、持 Borune shell 简单的编程接口，因此可以认为是 Bourne shell 的增强版，但它同时具有 C shell 方便、可交互性的特征。这个 shell 的代码已被优化以提供更快、更高效率的 shell。 POSIX shell（/usr/bin/sh） 遵从 POSIX，包括编程语言和命令解释器。这个 shell 和 Korn shell 有很多方面相似。它提供历史命令机制，支持作业管理，还具有其他各种有用的特点。各种 shell 的特征比较如表 2-1 所示：表 2-1 各种 shell 的特征比较特征 描述 Bourne Korn C POSIX历史命令 以前使用过的命令可

19、以存在缓存中作修改或重新调用 否 是 是 是行编辑 可以用文本编辑器修改当前或以往的命令 否 是 否 是文件名补齐 在命令行中自动补齐文件名 否 是 是 是别名命令 可以用来重命名命令、自动包括命令选项和精简长命令行 否 是 是 是限制版 shell 着眼于安全方面的特性，其环境的功能受到限制 是 是 否 是作业控制 跟踪和访问在后台执行进程的工具 否 是 是 是对 HPUX 来说，一般系统缺省为 POSIX Shell。考虑到在智能网产品中，大多数用户使用的 Shell 为 csh，所以，在本书中除超级用户 shell 为 POSIX shell 外，其他用户的 Shell 为 csh（特殊

20、提出除外）。要想将当前 Shell 改为其它 Shell，只需在操作系统提示符下键入相应的Shell 命令即可。如在其它 Shell 下输入命令:% ksh就转换成了 K shell。 工具及应用程序：UNIX 提供了很多工具软件和应用程序供用户使用，如文本编辑器 vi、文件查找、备份等等。2.3 用户登录及退出当终端与 UNIX 系统连通后，在终端上会出现“login:“提示符。在 login:“提示符下输入用户名，出现“password:“后再输入口令，如以 tellin 用户登录的过程为：IK000001 UNIX 概念和系统组成 ISSUE2.0 第 3 章 UNIX 的文件系统8输入

21、的口令并不显示出来，输入完口令后，一般会出现上次的登录信息，以及UNIX 的版本号。当出现 TERM 一行时，要求输入所使用的终端类型。最后出现UNIX Shell 提示符，等待用户输入命令。对于 HP-UX，当使用一个已授权的合法用户名登录系统前，系统将显示/etc/issue文件的内容。一般是操作系统的版本介绍，然后显示 Login 和 password 让用户登录，用户成功登录后，系统显示/etc/motd 文件(文本文件)的内容，以祝贺用户登录成功。在每一个用户的主目录$HOME 目录下，有一些比较特殊的隐含文件，叫做“点”文件，或用户环境文件，或叫做用户环境脚本文件。它们是由“.”开

22、头的，其中比较重要的文件有“.cshrc” 、“.login ”、以及“.profile”等，并在用户每次登录后自动执行，对使用 csh 的用户，将自动执行.cshrc 及 .login；使用 bsh 及POSIX shell 的用户，将自动执行.profile，在后文中我们将具体说明如何设置用户环境脚本文件。在每次使用完毕后，一定要退出登录，以防他人通过你的帐号进入系统。退出登录的过程如下：在 UNIX 提示符下，运行：% exit或% logout或直接按键： Ctrl+dIK000001 UNIX 概念和系统组成 ISSUE2.0 第 3 章 UNIX 的文件系统9第 3 章 UNIX

23、的文件系统3.1 UNIX 文件系统分类UNIX 操作系统可由多个可以动态安装及拆卸的文件系统组成。UNIX 文件系统主要分为两大类：根文件系统和附加文件系统。 根文件系统（Root File System）：每一个 UNIX 操作系统在其主硬盘上至少含有一个文件系统，它包含构成操作系统的程序和目录，一般由“/”符号来表示。 附加文件系统：根文件系统外的其它文件系统。附加文件系统必须挂接（mount）到根文件系统的某个目录下才能使用。以后如无特别声明，本文都是针对根文件系统来进行说明的。3.2 UNIX 文件类型在 UNIX 中文件大致可以分为四种，如下表所示：表 3-1 文件类别普通文件(o

24、rdinary file) 包含： 文本文件 和二进制文件目录文件(directory file)特殊文件(special file) 包含：块设备文件和字符设备文件符号链接文件(symbolic links)普通文件用于存放程序、数据等，绝大部分文件都是这种文件。UNIX 把所有普通文件处理成字节流，没有规定文件的具体结构。文件的具体类型由程序的开发者定义，总体上来说一般将普通文件分为文本文件和二进制文件。文本文件是可以用 vi 等编辑器编辑并可通过显示命令显示的文件；不是文本文件的文件统称为二进制文件。目录文件是用来存放文件的目录。特殊文件也称设备文件，代表着某种设备，一般放在/dev 目

25、录下，如/dev/cd0 表示光驱。特殊文件分为块设备文件和字符设备文件。块设备文件以块为输入输出单元，如磁盘；字符设备文件是以字符作为输入输出单元，如串口。符号连接文件包含一指针，这指针会指向文件的所在。IK000001 UNIX 概念和系统组成 ISSUE2.0 第 3 章 UNIX 的文件系统10文件类型标识：在用“ls -l“命令显示文件目录时，可以看到不同种类的文件有不同的文件类型标识。表 3-2 文件类型的代表字符- 普通文件d 目录文件b 块设备文件c 字符设备文件l 符号链接文件举例：% ls al-rwxr-xr- 2 wjm newservice 321 Oct 17 09

26、:33 file1drwxr-xr-x 2 wjm newservice 96 Oct 17 09:40 dir1其中，第一列的“-”表示 file1 是普通文件，“d”表示 dir1 为目录文件。3.3 UNIX 树型目录结构UNIX 操作系统采用树型目录结构，如下图所示。在这种结构中，一个文件的名字是由根目录到该文件的路径上的所有节点名按顺序构成的，相互之间用反斜杠“/”分开。如文件 program 的全路径名为：/usr/stu1/program，根目录用“/”表示。根文件系统的常用目录举例如下图： libbin/usrdevtcst1sybaprogamdtinstl图 3-2 根文件

27、系统常用目录各部分的含义如下表：IK000001 UNIX 概念和系统组成 ISSUE2.0 第 3 章 UNIX 的文件系统11表 3-3 目录结构图/ 根目录，这是所有目录和文件的起点/bin 大部分可执行的 UNIX 命令和共用程序/dev 设备文件，如/dev/cd0/etc 系统管理命令和数据文件/lib 程序库/usr 存放用户的主目录和用户共用程序或文件/tmp 临时工作目录，存放一些临时文件UNIX 的目录结构与 DOS 有些相似，但文件路径的书写方式不同。任何文件的路径全称都是以“/”开头，名字间用 “/”隔开，如/tmp/data/fox；而DOS 的文件路径全称以盘符开头

28、，名字间用“ ”隔开，如：c:tmpdatafox。 主目录：UNIX 在创建用户名时，一般会创建一个目录专门供该用户使用，此用户拥有这个目录的所有权限，这个目录称为该用户的主目录（Home Directory）。注意：在 UNIX 系统中，并不存在盘 符的概念。它全部以文件系 统 来标识，如/tellin 目录可能安装在一个盘上，而/informix 目录可能安装在另一个 盘上，它 们的起始目录都为根“/”。3.4 UNIX 文件名称UNIX 文件名的最大长度为 255 字节。UNIX 文件名是大小写敏感的。file1 和 File1 表示两个不同的文件。UNIX 文件名没有专用扩展名（UN

29、IX 文件名可出现多个小数点，并无特殊含义）。详细信息参见 表 3-4 到 表 3-5。表 3-4 UNIX 特殊文件名/ 表示根目录. 表示当前目录表示当前目录的父目录.字符串 表示隐含文件，如“.profile”文件IK000001 UNIX 概念和系统组成 ISSUE2.0 第 3 章 UNIX 的文件系统12表 3-5 文件名通配符？ 任一个字符，如“abc?”表示此字符串有 4 个字符，前三个字符为 abc* 任何字符，如“ab*10”表示以 ab 开头和以 10 结尾的名字。注：与 DOS 文件通配符*有区别3.5 UNIX 文件存取权限UNIX 文件的存取有三种权限，如 表 3-6：表 3-6 文件的存取权限权限 普通文件的存取权限 目录的存取权限r 具有读取文件的权利 能读取文件名称w 具有写入文件的权利 能建立和删除文件，可以改变文件名x 具有执行文件的权利 能使用该目录下的文件(如 cd 命令)，及搜索文件等有三种类型的用户可以存取文件，如 表 3-7。表 3-7 文件权限对应的用户用户类型 说明owner 文件的属主（拥有者）group 用户组内成员other 其他用户(非 owner 和非 group)注意：每种类型的用户都有三种文件存取权限：r、w 、x。